Введение
Род архей Methanopyrus – это род метаногенов, включающий единственный описанный вид – Methanopyrus kandleri. Это стержневидный гипертермофил, обнаруженный на стенке чёрного курильщика в Калифорнийском заливе на глубине 2000 м при температуре 84–110 °C. Штамм 116 был выделен из жидкости чёрного курильщика гидротермального поля Кайрей; он способен выживать и размножаться при 122 °C. Для роста и клеточной активности M. kandleri необходима высокая ионная концентрация (>1 М). Благодаря высокой устойчивости и обитанию в экстремальных условиях, M. kandleri также классифицируется как экстремофил. Хотя терпеноиды являются основным компонентом мембраны у M. kandleri, у эукариот и бактерий они выполняют скорее вспомогательную структурную функцию. Methanopyrus kandleri характеризуется высокой концентрацией циклического 2,3-дифосфоглицерата. Повышенная концентрация циклического 2,3-дифосфоглицерата защищает метаногена, обеспечивая его выживание в среде, несовместимой с жизнью для многих других организмов. Помимо этого соединения, защищающего белки, M. kandleri также содержит высокую концентрацию соли внутри мембраны.
Methanopyrus is a genus of methanogen, with a single described species, Methanopyrus kandleri. It is a rod shaped hyperthermophile, discovered on the wall of a black smoker from the Gulf of California at a depth of 2,000 m, at temperatures of 84–110 °C. Strain 116 was discovered in black smoker fluid of the Kairei hydrothermal field; it can survive and reproduce at 122 °C. M. kandleri also requires a high ionic concentration (>1 M) in order for growth and cellular activity. Due to the species' high resilience and extreme environment, M. kandleri is also classified as an extremophile. Although terpenoids are the main component of the membrane in M. kandleri, they are more of a supporting structure in eukaryote and bacteria. Methanopyrus kandleri has a high concentration of cyclic 2,3 diphosphoglycerate. The increased concentration of cyclic 2,3 diphosphoglycerate protects the methanogen, helping it survive in an environment that many other organisms could not. Beyond this compound to help protect the proteins, M. kandleri also has a high salt concentration inside its membrane.
Метаболизм
Как метаноген, M. kandleri использует водород как источник электронов и восстанавливает углекислый газ из окружающей среды до метана, процесс, известный как метаногенез.
Будущие исследования
Метанопирус кандлери также является единственным известным видом, обладающим топоизомеразой V. Топоизомераза V позволяет M. kandleri выживать при таких высоких температурах и способствует раскручиванию как положительно, так и отрицательно сверхзакрученной ДНК. Несмотря на полезность топоизомеразы V в данном случае, обнаружить другие гипертермофилы, содержащие топоизомеразу V, оказалось затруднительно. Отсутствие топоизомеразы V у других археев заставило исследователей предположить, что происхождение этого фермента у M. kandleri связано с переносом генов вирусом, а необычно большое количество сиротских генов в этом виде служит подтверждением этой теории. Кроме того, эволюционировавшие клеточные ответы M. kandleri, обусловленные его экстремальными условиями обитания, также являются предметом исследований, поскольку ученые стремятся использовать устойчивые ферментативные процессы в промышленных целях.